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Eine der derzeitigen Schwierigkeiten bei dem Einsatz von Gummimodifizierten Asphalten (GmA) liegt in der nicht hinreichend genauen Bindemittelgehaltsbestimmung durch Extraktion bei der Kontrollprüfung nach den [TP Asphalt-StB, Teil 1, 2007]. Das Ziel dieses Forschungsprojektes war es daher, Hinweise und Empfehlungen zur Verbesserung der Präzision bei der Bestimmung des Bindemittelgehaltes von GmA zu erarbeiten. In einer ausführlichen Untersuchungsreihe wurden im Labor hergestellte SMA 8 S und PA 8, die so-wohl im Nass- als auch Trockenverfahren unter Variation des Grundbitumens, des Gummimehlanteils und unter variierenden Mischtemperaturen, Misch- und Lagerungszeiten modifiziert wurden, nach den [E GmBA, 2012] extrahiert. Da sich nur ein Teil des Gummimehles im Bindemittel löst, galt es die im Gesteinskörnungsgemisch verbleibenden ungelösten Gummipartikel möglichst präzise zu erfassen. Dabei stieß die angewendete Vorgehensweise an Grenzen. Das Verhältnis zwischen gelösten und ungelösten Gummipartikelanteilen ist in Abhängigkeit von dem eingebrachten Gummimehlanteil und aufgrund von unvermeidbar unterschiedlicher Gummimehlqualitäten nicht konstant. Eine weitere Ursache für Schwankungen war, dass sich nach der Extraktion Fülleranteile in dem ungelösten Gummipartikelanteil und Gummipartikel im Gesteinskörnungsgemisch wiederfinden ließen. Die Ermittlung des Mittelwertes der ungelösten Gummipartikel aller durchgeführten Extraktionen ergab einen Wert von 75 %. Wie durch die vorherigen Bewertungen zu erwarten, ergab sich jedoch eine große Spannweite von 43 bis 107 %. Mit dem Extraktionsverfahren nach den [E GmBA, 2012] scheint demnach prüftechnisch kein hinreichend genaues Vorgehen zur Ermittlung des Bindemittelgehaltes von GmA und zum ungelösten Gummipartikelanteil zu erzielen zu sein. Als alternative Methode wurde die Veraschung solcher Asphalte eingesetzt und eine empfohlene Vorgehensweise entwickelt. Dieses Verfahren ist unabhängig von der bisherigen Extraktion mit dem Lösemittel Trichlorethylen und den damit verbundenen einzuhaltenden Arbeitssicherheitsbestimmungen. Erste Versuche im Rahmen dieses Forschungsprojektes zeigen plausible und vielversprechende Ergebnisse, die durch weitere Untersuchungsreihen zur Optimierung und zur Validierung des Verfahrens ergänzt werden müssen.
Entwicklung und Überprüfung eines Instruments zur kontinuierlichen Erfassung des Verkehrsklimas
(2019)
In der öffentlichen Wahrnehmung hat sich das Verkehrsklima in den vergangenen Jahren verschlechtert. Dennoch wurde bis zum jetzigen Zeitpunkt noch kein Versuch unternommen, das Konstrukt des Verkehrsklimas in der breiten Bevölkerung wissenschaftlich zu erheben. Um diese Lücke zu schließen, hat die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) infas mit dem Unterauftragnehmer IAPA Research beauftragt, ein Set von Instrumenten zu entwickeln, mit welchem in Zukunft das Verkehrsklima in Deutschland regelmäßig erhoben werden kann. Das „Verkehrsklima“ wird dabei als der Umgang der Verkehrsteilnehmer/ innen untereinander aufgefasst. Dabei wird es als subjektiv empfundene Größe interpretiert. Diese umfasst zusammengefasst die Wahrnehmung und Bewertung von Interaktionen von Verkehrsteilnehmern und grenzt sich von Begriffen wie „Verkehrssicherheitskultur“ und „Verkehrskultur“ ab. Bei der Entwicklung des Instrumentariums sollte zum einen geprüft werden, ob und wie dabei auf öffentliche Statistiken und sonstige Daten öffentlicher Behörden zurückgegriffen werden kann. Zum anderen sollte ein Fragebogen erstellt und getestet werden, mit dessen Hilfe die subjektive Erfahrung des Straßenverkehrs und damit das Verkehrsklima in der Bevölkerung gemessen werden kann. Die Evaluation öffentlicher Datenbestände ergab, dass diese nur eingeschränkt oder in der vorliegenden Form gar nicht zur Ermittlung des Verkehrsklimas geeignet sind. Dies hängt damit zusammen, dass sich die gesetzlichen oder sonstige Rahmenbedingungen verändert haben können oder unvorhergesehene Ereignisse die Messgenauigkeit beeinflussen, so dass die Bewertung eines Trends nicht möglich ist. Ein anderer Grund ist, dass die Daten öffentlicher Behörden teilweise nicht für das gesamte Bundesgebiet, sondern nur an speziellen Kontroll- bzw. Messpunkten erhoben werden, so dass keine Rückschlüsse auf das Bundesgebiet gezogen werden können. Zudem wurde ein Fragebogen entwickelt, mit welchem das wahrgenommene Verkehrsklima in der Bevölkerung erhoben werden kann. Diese Fragen wurden in einer bevölkerungsrepräsentativen Studie getestet. Ein reduziertes Fragebogeninstrument und ein darauf aufbauender Index können nun dazu benutzt werden, regelmäßig die Einschätzung des Verkehrsklimas in der Bevölkerung zu erheben. Es wird vorgeschlagen, dies alle drei Jahre mit einem Stichprobenumfang von 3.000 Befragten durchzuführen. Diese Größenordnung erlaubt sowohl die belastbare Messung von Veränderungen im Zeitverlauf als auch die Betrachtung von Teilgruppen der Bevölkerung wie etwa nach dem Alter, Regionen oder anderen Merkmalen. Objektive Daten wie etwa Geschwindigkeits-, Abstandsmessungen oder andere derartige Indikatoren sind in diesem Konzept nach intensiver Prüfung und Abwägung nicht enthalten. Ausschlaggebend für diese Entscheidung war der Befund, dass zurzeit nur sehr punktuelle Messungen und keine gut interpretierbaren Zeitreihen verfügbar sind. Sollen diese ergänzend zu den Befragungsdaten zu einer zuverlässigen Beurteilung der Verkehrsklimaentwicklung beitragen, müssen hier noch geeignete Ansätze konzipiert oder bestehende Verfahren fortentwickelt werden. Empfohlen wird daher, objektive Daten erst dann als Kontextmerkmale zur Interpretation des Verkehrsklimas hinzuzuziehen, wenn diese zuverlässig operationalisiert und im Zeitvergleich vorliegen.
Auftausalze werden zur Vermeidung von Schnee- und Eisglätte eingesetzt. Hierbei ist Natriumchlorid das meist verwendete Salz. Diese Salze sind in Wasser leicht löslich und können in den Wasser-kreislauf gelangen. Mögliche Eintragspfade sind direkter Abfluss aus dem Entwässerungssystem zu Oberflächengewässern und Versickerung ins Grundwasser. Da die Salze im Grundwasser mobil sind, gelangt die eingetragene Stoffmenge auch zu den Vorflutern. Sowohl im Grundwasser als auch in Oberflächengewässern können erhöhte Salzkonzentrationen zur Beeinträchtigung von Natur und Umwelt oder sonstiger Nutzung führen. In diesem Projekt wurde der Wissensstand zu gewässerschutzrelevanten Wirkungen von Chlorid durch eine Literaturauswertung zusammengefasst, insbesondere zu Konzentrationsbereichen und zugehörigen Wirkungszeiträumen, die akute und chronische Toxizität für Gewässerorganismen auslösen. Auch die Transportpfade und das Verhalten des auf Straßen ausgebrachten Tausalzes wurden beschrieben. Hauptziel des Projektes war herauszufinden, welche Versickerungs- und technische Entwässerungseinrichtungen und welche Betriebsweisen die Konzentrationen von Tausalz in Gewässern unterschiedlicher Größe auf ein verträgliches Maß reduzieren können. An ausgewählten Punkten, wie Grundwasser oder Fließgewässer, wurden die berechneten Salzfrachten und -konzentrationen immissionsbezogen bewertet. Als maßgebender Punkt im Fließgewässer wird i.d.R. der unterstromige Pegel eines Gewässerkörpers betrachtet. Das Endziel des Projektes war, die Verdünnung und den Rückhalt von Tausalz bei verschiedenen Entwässerungsmethoden, die nach den RAS Ew vorgegeben sind, unter Einsatz numerischer Modellierung zu untersuchen. Der Salztransport wurde nicht für reale Standorte modelliert. Vielmehr wurden Modellierungsberechnungen an mehreren repräsentativen Szenarien durchgeführt, die auf andere Fälle übertragen werden können. Dafür wurden unterschiedliche Kombinationen von Tausalzmengen, Straßenausbildung, Art der Entwässerung sowie hydrologischen und hydrogeologischen Ortseigenschaften ausgewählt und in den Modellen als Randbedingungen eingebaut. Die Ergebnisse zum Transportpfad Untergrund zeigten deutliche Vermischungs- und Dämpfungseffekte durch Dispersion und Verdünnung. Die Berechnungen zeigten, dass sich ein Jahresmittelwert der Chlorid-Konzentration, der auf Tausalzeinsatz und Transport im Untergrund zurückzuführen ist, gut mit einer Massenbilanz berechnen lässt. Die saisonalen Schwankungen in den berechneten Chlorid-Konzentrationen waren in der Regel sehr gering. Somit kann in vielen Fällen auf eine numerische Modellierung des Transportpfades Untergrund verzichtet und stattdessen eine vereinfachte Massenbilanzierung verwendet werden. Die Berechnungen zum Transportpfad der technischen Entwässerung können aus den Eingangsparametern sensitive und weniger sensitive Größen hinsichtlich des Transportverhaltens identifizieren. So hat z.B. die Regencharakteristik nur einen geringen Einfluss auf die Ergebnisse. Dagegen hatten die Streumengen und die betrachtete maximale Konzentration im Straßenablauf wie erwartet eine sehr starke Auswirkung. Auch wurden insbesondere die Möglichkeiten des Rückhaltes und der Verdünnung von Tausalz in unterschiedlichen Beckenanlagen der technischen Straßenentwässerung untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Ausgestaltung der Becken einen deutlichen Einfluss auf die Ergebnisse hatte. Die Berechnungsergebnisse der beiden Transportpfade lieferten jeweils einen Input (Wassermenge und Chloridkonzentration) zu einem Gewässer. Diese wurden dann an einem Auswertepunkt im Gewässer zusammengeführt. I.d.R. liegt dieser Auswertepunkt am unterstromigen Ende des Gewässerkörpers. Zur Überlagerung von Konzentrationen aus Sickerwasser, Grundwasser, technischen Einleitungen und Oberflächengewässer wurden in einer Mischungsrechnung jeweils die Stoffgehalte und die Wassermengen aufgenommen. Bei Betrachtung eines (Teil-)Einzugsgebiets eines Gewässers wurde dann zunächst der Zufluss im Gewässer und dessen Hintergrundkonzentration am Oberstromende zusammen mit dem Austausch über den Transportpfad Untergrund betrachtet. Die Berechnung lieferte dann einen Gewässerabfluss und eine Hintergrundkonzentration am unterstromigen Ende. Danach wurde die Mischungskonzentration am unterstromigen Ende des Gewässers mit der Einleitung aus dem technischen Entwässerungssystem berechnet. Neben den berechneten Komponenten (Wassermenge und Konzentration) aus den Transportpfaden Untergrund und technischem Entwässerungssystem gingen als Randbedingungen der Mischungsberechnung der Abfluss und die Hintergrundkonzentration des Gewässers in die Berechnung ein. Diese beiden Größen wurden in einer Matrix berücksichtigt, um ein breites Anwendungsspektrum zu erreichen. Hierbei wurden die berechneten Zuflüsse (Menge und Konzentration) zum Gewässer mit einer frei wählbaren Matrix aus Abfluss und die Hintergrundkonzentration des Gewässers in der Mischungsrechnung betrachtet.
Durch die 2005 im deutschen Bundes-Immissionsschutzgesetz [BImSchG] verpflichtend umgesetzte EU-Umgebungslärmrichtlinie kommt lärmmindernden Bauweisen eine zunehmende Bedeutung zu. Der PMA hat solche lärmmindernden Eigenschaften, die über die Beschaffenheit der Oberflächentextur entstehen [BECKENBAUER, 2008]. Er gilt als selbstverdichtend und lässt durch seine überwiegend dichte Struktur neben seinen lärmtechnischen Vorzügen auch eine längere Nutzungsdauer erwarten. Ziel dieses Forschungsvorhabens war die nachhaltige und wirtschaftliche Optimierung der Bauweise PMA anhand der prozesssicheren Ansprache seiner besonderen Materialeigenschaften. Dieses Gesamtziel sollte durch die Entwicklung und/oder Anpassung einer Prüfsystematik erreicht werden, mit der eine zielsichere Mischgutoptimierung erzeugt wird. Die temperaturabhängige Mörtelsteifigkeit wurde hierbei besonders betrachtet, um den Effekt der Mörtelsedimentation und somit die selbstverdichtende Wirkung beim Einbau hinreichend prozesssicher zu erreichen. Durch gezielte Untersuchung der Mörtelkomponente konnte eine Kenngröße der Mörtelsteifigkeit analysiert werden, welche Auskunft über die zu erwartende Sedimentation und die damit verbundene selbstverdichtende Wirkung gibt. Kenngröße hierfür ist die Ausflussmenge nach 20 Sekunden, die im Ausflussviskosimeter bei einer Prüftemperatur von 160 °C und 180 °C zu ermitteln ist. Als bewertungsrelevante Probekörper erwiesen sich Bohrkerne aus Asphaltprobeplatten. Hierzu wurde ein Herstellungsablauf entwickelt, welcher es ermöglicht eine homogene Ausprägung der zwei Phasen des PMA über die gesamte Fläche des Probekörpers zu gewährleisten. Als maßgebendes Prüfverfahren zur Beurteilung des Verformungswiderstandes wurde die dynamische Stempeleindringtiefe an Bohrkernen unter seitlicher Einspannung in einen Edelstahl Zylinder und Prüfung auf der hohlraumreichen Seite herausgearbeitet.
Im vorliegenden Forschungsvorhaben wird der potenzielle gesellschaftliche Nutzen durch die zunehmende Fahrzeugautomatisierung untersucht. Dazu werden primär die Potenziale hinsichtlich der Verkehrssicherheit und in einem weiteren Schritt die Potenziale zur Steigerung der Verkehrseffizienz und zur Änderung des Energiebedarfs analysiert. Dabei werden vom Stau-Chauffeur bis zum Urbanen Roboter-Taxi insgesamt fünf verschiedene Fahrfunktionen bei vier verschiedenen Marktdurchdringungsszenarien (5 %, 25 %, 50 %, 100 %) analysiert. Um die Potenziale der Fahrzeugautomatisierung hinsichtlich der Verkehrssicherheit zu ermitteln, wird nach der Bestimmung der Wirkfelder der jeweiligen Fahrfunktionen eine zweiteilige Methode angewendet. Diese berücksichtigt neben der Bestimmung der Änderung der Unfallschwere durch Unfallresimulationen auch die Änderung der Auftretenshäufigkeit der Szenarien. Da automatisierte Fahrzeuge im Gegensatz zu Systemen der aktiven Sicherheit kontinuierlich arbeiten, ist es wahrscheinlich, dass bestimmte Unfallszenarien (z. B. Auffahrszenarien) durch automatisierte Fahrfunktionen nicht mehr so häufig hervorgerufen werden. Die durch automatisierte Fahrzeuge induzierte Änderung der Auftretenshäufigkeiten verschiedener Szenarien wird mit einer Verkehrssimulation ermittelt. Mittels einer Hochrechnungsmethodik werden die Simulationsergebnisse auf das gesamte Bundesgebiet skaliert. Dabei zeigt sich, dass z. B. durch den Autobahn-Chauffeur bei einer Durchdringungsrate von 50 % rund 30 % aller Unfälle mit Personenschaden auf deutschen Autobahnen verhindert werden können. Dies entspricht ca. 2 % aller Unfälle mit Personenschaden auf deutschen Straßen. Zur Abschätzung der Potenziale hinsichtlich des Energiebedarfs wird die Änderung des streckenbezogenen Energiebedarfs der Fahrzeuge induziert durch automatisiertes Fahren untersucht. Die Betrachtung findet ebenfalls unter Nutzung von Verkehrssimulationen statt.
Senioren als Verkehrsteilnehmer stehen seit einigen Jahren vermehrt im Fokus der Verkehrspsychologie und der Unfallforschung. Da der Anteil der Senioren an der Gesamtbevölkerung immer weiter zunimmt, erhöht sich entsprechend auch deren Anteil an Autofahrern und anderweitigen Verkehrsteilnehmern. Die Unfälle älterer Kraftfahrer unterscheiden sich von denen jüngerer Generationen in der Art der zugrundeliegenden Fahrfehler. Diese Fehler lassen sich wiederum auf bestimmte altersbedingte Rückgänge der sensorischen, kognitiven und motorischen Fähigkeiten zurückführen. Daher gilt es, Möglichkeiten für und Anforderungen an technische Unterstützung für ältere Autofahrer auszuloten. Ein Ansatz könnte sein, der Einschränkung des nutzbaren Sehfeldes (Useful Field of View) entgegenzuwirken, da alterskorrelierte Schwierigkeiten in der visuell-räumlichen Informationsverarbeitung teils darauf zurückgeführt werden, dass sich das nutzbare Sehfeld mit dem Alter verringert und damit Einbußen in der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Aufmerksamkeitssteuerung einhergehen. Vorangegangene Laboruntersuchungen der BASt zu Aufmerksamkeitsprozessen und Sehfeld zeigten mithilfe von Doppeltätigkeitsparadigmen mit einer Spurhalte- und einer Reaktionsaufgabe, dass Senioren auf Lichtreize, die bilateral im peripheren Gesichtsfeld (60°-Sehwinkel vom zentralen Punkt des Sehens) präsentiert wurden, langsamer und weniger korrekt reagierten als auf Reize, die nahe dem zentralen Sehfeld (20°-Sehwinkel) dargeboten wurden. Ereigniskorrelierte Potenziale (ERP) aus dem Elektroenzephalogramm (EEG) der Älteren wiesen darauf hin, dass augenscheinlich nicht die abnehmende Sehleistung die Ursache der abnehmenden Leistungen der Älteren ist, sondern Schwierigkeiten in der kognitiven Verarbeitung von visuell-räumlichen Aufmerksamkeitsprozessen. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wurden nach einer umfassenden Literaturanalyse zwei Fahrsimulatorstudien durchgeführt, einmal mit und einmal ohne EEG-Messung. Mit einem ähnlichen Paradigma wie in den Vorgängerstudien, aber in einer realitätsnäheren Fahrumgebung, wurde untersucht, inwieweit ein Sehfeld-Assistent insbesondere ältere Fahrer bei der peripheren Objekterkennung von verkehrsrelevanten Reizen unterstützen kann. Ein solches Assistenzsystem wäre in der Lage, periphere Verkehrsinformationen in den zentraleren Bereich des Gesichtsfeldes zu bringen. Durch diesen Hinweis könnten Fahrer ihre Aufmerksamkeit in die angezeigte Richtung lenken, wodurch sich die Zeit bis zu einer angemessenen Reaktion verkürzen sowie die Reaktionsbereitschaft erhöhen könnte. In beiden Studien wurde eine ältere Teilnehmergruppe (65+) mit einer jüngeren Kontrollgruppe (bis 45) verglichen. Es wurden sowohl Verhaltensdaten (Bremsreaktionszeit) als auch Blickbewegungen erfasst. Die Teilnehmer mussten, während sie geradeaus blickten, auf peripher (bei 60° Sehwinkel) auftauchende, vorfahrtsberechtigte Fahrzeuge reagieren und das Bremspedal betätigen – in der Hälfte der Fälle mit einer gleichzeitig zentral eingeblendeten Warnung (das Wort ACHTUNG! bei 20° Sehwinkel). Im ersten Experiment wurden zusätzlich EEG-Daten erhoben, um den neuronalen Informationsverarbeitungsprozess abzubilden, beziehungsweise Erkenntnisse über eventuelle Unterschiede zwischen den Bedingungen (mit Warnung / ohne Warnung) und Altersgruppen zu erhalten. Um den EEG-Anforderungen gerecht zu werden, bestand die Simulation im ersten Experiment aus einer dichten Abfolge sehr vieler sich ähnelnder Kreuzungssituationen. Im zweiten Experiment lag der Fokus auf einem realitätsnahen Szenario im Fahrsimulator mit weniger Kreuzungen, aber unterschiedlichen, nicht so vorhersehbaren Vorfahrtssituationen. Die Ergebnisse zeigen erwartungsgemäß, dass mit zentral eingeblendeter Warnung schneller auf die peripher erscheinenden Fahrzeuge mit Bremsen reagiert wurde, sowohl bei Senioren als auch bei der Kontrollgruppe. …
Bisher liegt der Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten im Bereich der automatisierten Fahrzeugführung auf generellen Automatisierungseffekten, die implizit einen fahrerfahrenen Fahrer annehmen. Welches Potenzial Fahrerassistenzsysteme und Fahrzeugautomatisierung für Fahrschüler und Fahranfänger während des Kompetenzerwerbs haben, ist bisher nicht ausreichend erforscht. Anhand einer Literaturrecherche und eines Expertenworkshops werden in diesem Bericht Forschungsfragen aus dem Bereich des Fahrkompetenzerwerbs im Kontext zunehmender Fahrzeugautomatisierung erarbeitet. Im Rahmen der Literaturrecherche werden zunächst relevante Begrifflichkeiten aus der Expertise- und Kompetenzforschung definiert (z.B. Experte, Experteneigenschaften) sowie allgemeingültige Modelle zum Expertise- und Kompetenzerwerb aufgeführt. Mit Hilfe dieser Grundlagen wird anschließend der Kompetenzerwerb konkret auf das Autofahren übertragen und der Prozess des Fahrkompetenzerwerbs (z.B. Lernbedingungen während der Fahrausbildung und des darauffolgenden selbstständigen Fahrens, Unfallgeschehen der Fahranfänger) betrachtet. Nach GASSER, SEECK und SMITH (2015) lassen sich Fahrerassistenzsysteme sowie die Stufen der Fahrzeugautomatisierung nach ihrer Wirkweise in drei grundlegende Funktionskategorien einteilen (Funktionen der Wirkweisen A, B und C). Heute verfügbare Systeme werden in diese drei grundlegenden Funktionskategorien eingeordnet. Schließlich werden in diesem Bericht Fahrkompetenz und Wirkweisen zusammengeführt: Für jede Wirkweise werden die bestehenden Anforderungen an den Fahrer und damit verbundene Erkenntnisse zum Erwerb und der Entwicklung von Fahrkompetenz dargestellt. Es stehen als Nutzergruppen die Fahrschüler und die Fahranfänger im Fokus. Als weitere Nutzergruppe werden fahrerfahrene Fahrer berücksichtigt. Der durchgeführte Expertenworkshop diente dazu, eine anwendungsbezogene Ergänzung zur Literaturanalyse zu schaffen. Mit Vertretern der Fahrlehrerverbände, der Forschung und fahrerfahrenen Fahrern wurden Fragen diskutiert, die sich für die Wirkweisen A, B und C im Zusammenhang mit dem Fahrkompetenzerwerb ergeben. Die Befunde der Literaturrecherche werden zusammen mit den Ergebnissen des Expertenworkshops zur Ableitung des Forschungsbedarfs herangezogen. Der Forschungsbedarf wird – strukturiert nach den Wirkweisen – für jede Nutzergruppe dargestellt. Für die Nutzergruppen allgemein (d. h. alle Fahrer) ergibt sich Forschungsbedarf bezüglich der Bestimmung des Trainingsbedarfs zum Erlernen des richtigen Umgangs mit Funktionen der Wirkweisen A bis C sowie der Entwicklung entsprechender Trainingskonzepte (Schwerpunkt: Wirkweise B). Die Entwicklung von Trainingskonzepten zur Deckung dieses Trainingsbedarfs sollte unter Berücksichtigung der Kompetenzen der einzelnen Nutzergruppen erfolgen. Weiterhin sollten in der Forschung zukünftig sowohl der Anforderungswandel an das Aufmerksamkeitsmanagement der Fahrer bei Nutzung von Funktionen der Wirkweise B als auch Veränderungen in der Kommunikation zwischen Verkehrsteilnehmern im künftigen Mischverkehr Berücksichtigung finden. Für die Nutzergruppe der Fahrschüler ergibt sich Forschungsbedarf bezüglich der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Fahrausbildungs- und Fahrprüfungsinhalten für Funktionen der Wirkweisen A bis C. Für Funktionen der Wirkweisen A und B (Level 1) zeigt sich ein Potenzial zur Unterstützung des Kompetenzerwerbs beim Fahrenlernen, das zukünftig untersucht werden sollte. Von einem ausschließlichem Gebrauch von Funktionen der Wirkweise B während der Fahrschulausbildung sollte abgesehen werden, da potenziell ein Risiko des Nicht-Erwerbs von Fahrkompetenz besteht. Für die Nutzergruppe der Fahranfänger zeigt sich ein Potenzial zur Unterstützung des nach dem Fahrerlaubniserwerb andauernden Kompetenzerwerbs für Funktionen der Wirkweisen A und B (Level 1), welches zukünftig in der Forschung berücksichtigt werden sollte. Ähnlich wie bei der Gruppe der Fahrschüler besteht auch für Fahranfänger das potenzielle Risiko eines Nicht-Erwerbs von Fahrkompetenz bei ausschließlichem Gebrauch von Funktionen der Wirkweise B. Für die Nutzergruppe der fahrerfahrenen Fahrer ergibt sich zum einen Forschungsbedarf für die Bestimmung des notwendigen Trainingsumfangs für Funktionen der Wirkweisen A und B. Zum anderen sollte zukünftig in der Forschung die Relevanz möglicher Verschlechterungen psychomotorischer Fertigkeiten bei überdauernder Nutzung von Funktionen der Wirkweise B (hauptsächlich Level 2 und 3) berücksichtigt werden.
Gemäß Eurocode 1 ist für die Unterbauten von Brücken außerorts eine horizontale Anpralllast von 1500 kN zu berücksichtigen. Gemäß der ZTV-ING ist für die Stiele von Schilderbrücken eine Anpralllast von 100 kN anzusetzen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde aufbauend auf einer qualitativen und quantitativen Risikoanalyse sowie der Berechnung der Auftretenswahrscheinlichkeit eine statische Ersatzkraft für ein Anprallereignis anhand dynamischer numerischer FE-Berechnungen berechnet. Die Auftretenswahrscheinlichkeit für P(Anprall mit Todesfolge / km) konnte auf der Grundlage recherchierter Anprallereignisse mit 6,8 x 10-5 / Jahr berechnet werden. Im Rahmen einer qualitativen Risikoanalyse konnte festgestellt werden, dass die Anordnung von Fahrzeugrückhaltesystemen eine deutliche Senkung des Gefährdungsgrades für den Anprallenden und für Dritte bewirkt. Am Gesamtmodell einer Verkehrszeichenbrücke wurden dynamische Berechnungen mit dem Programm Siemens NX durchgeführt. Der Anprallkörper wurde dabei so modelliert, dass der LKW Anprall möglichst realistisch nachempfunden werden kann. Es zeigte sich, dass ein Anprallsockel gemäß Richtzeichnung Riz-Ing VZB 4 eine deutliche Reduzierung des Anprallereignisses in Hinblick auf Geschwindigkeit und einwirkende Masse an die Stütze bewirkt. Die statischen und dynamischen Berechnungen haben zudem gezeigt, dass durch die Berücksichtigung der dynamischen Effekte eine Steigerung der Tragfähigkeit von ca. 90 % durch die Trägheit der Verkehrszeichenbrücke und ca. 50% durch die Dehnrateneffekte zu erwarten ist. Es wird empfohlen die statische Ersatzlast mit H = 100 kN zu berücksichtigen. Der Angriffspunkt der statischen Ersatzlast liegt dabei 1,25 m über OK Fahrbahn. Für die Erhöhung der Querkrafttragfähigkeit und der lokalen Tragfähigkeit der Stütze am Anprallort wird die Anordnung von 2 zusätzlichen Steifen vorgeschlagen. Die beim Aufprall auftretenden Kontaktkräfte zwischen Fahrzeug und Verkehrszeichenbrücke, die um ein Vielfaches höher sind, können mit der so bemessenen Konstruktion mit großen plastischen Verformungen aufgenommen werden, sofern ein Anprallsockel vorhanden ist.
Evaluation des Modellversuchs AM 15 : Teil 1 – Verkehrsbewährungsstudie, Teil 2 – Befragungsstudie
(2019)
Teil 1 – Verkehrsbewährungsstudie: Mit der dritten Verordnung über Ausnahmen von den Vorschriften der Fahrerlaubnis-Verordnung wurde mit Wirkung vom 1. Mai 2013 die Grundlage für den Modellversuch und damit den Erwerb der Fahrerlaubnisklasse (FE-Klasse) AM mit 15 Jah¬ren für die Bundesländer Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen geschaffen. Ziel der Evaluation war es zum einen zu untersuchen, ob sich aus dem Modellversuch Auswirkungen auf die beobachtbare Verkehrsbewährung ergeben. Zum anderen wurde der Frage nachgegangen, ob das Absenken des Mindestalters Auswirkungen auf die Attraktivität der im weiteren Lebensverlauf erwerbbaren FE-Klassen hat. Es lassen sich geschlechtsspezifische Präferenzen bei dem Erwerb von FE-Klassen aufzeigen, die auch aus der amtlichen Statistik bekannt sind. Junge Männer erwerben häufiger Zweirad-Klassen, somit auch die FE-Klasse AM. Das gilt sowohl in den Modellversuchs- als auch den Vergleichslän-dern (Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg, Schleswig-Holstein, Niedersachsen und Bayern). Ebenso werden siedlungsstrukturelle Unterschiede im Fahrerlaubniserwerb (FE-Erwerb) deutlich. Auch hier lässt sich für die Modellversuchsländer und die Vergleichsländer zeigen, dass im ländlichen Raum deutlich mehr Personen die FE-Klasse AM erwerben. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass der Anteil verkehrsauffälliger Jugendlicher sehr gering ist. Während mehr Jugendliche aus den am Modellversuch beteiligten Bundesländern mit einem registerpflichtigen Verkehrsdelikt auffällig geworden sind, haben mehr Jugendliche aus den Bundesländern der Vergleichsgruppe das Recht des Führens fahrerlaubnispflichtiger Fahrzeuge verloren. Da ausschließlich männlichen Jugendlichen im ersten Jahr nach dem Erwerb der FE-Klasse AM die Fahrerlaubnis (FE) entzogen wurde, könnte dies auf eine höhere Risikobereitschaft hindeuten. Es gilt zu überlegen,…Teil 2 – Befragungsstudie: Mit der Absenkung des Mindestalters für den Erwerb der AM-Fahrerlaubnis auf 15 Jahre verfolgt der Gesetzgeber das Ziel der Verbesserung der Mobilität von Jugendlichen, insbesondere im ländlichen Raum. In der Befragungsstudie zur Evaluation des AM15-Modellversuchs in den seit Beginn der Maßnahme beteiligten Bundesländern Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen werden dazu 15-jährige AM-Fahrerlaubniserwerber aus den Modellversuchsländern und als Vergleichsgruppen 15- und 16-jährige Erwerber der Mofa-Prüfbescheinigung bzw. der AM- oder A1-Fahrerlaubnis aus den Nicht-Modellversuchsländern Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern und Niedersachsen zu Aspekten ihrer Verkehrssicherheit (Stürze, Unfälle, Gefahrenbewusstsein), ihres Mobilitätsverhaltens sowie zur Absicht des Erwerbs weiterer Fahrerlaubnisse befragt. Die Erstbefragung der AM15-Teilnehmer haben 906, die Wiederholungsbefragung 360 Jugendliche vollständig beantwortet. An der einmaligen Erhebung für die Vergleichsgruppen in den untersuchten Modell- und Nicht-Modellversuchsländern haben insgesamt 2.127 Jugendliche teilgenommen. Im Durchschnitt erwirbt etwa jeder zehnte 15-jährige Jugendliche in den Modellversuchsländern die AM15-Fahrerlaubnis. Nach dem Fahrerlaubniserwerb integrieren die 15-Jährigen das motorisierte Zweirad umgehend in ihren Mobilitätsalltag. Zum zweiten Erhebungszeitpunkt fahren alle AM15-Teilnehmer im Mittel 50,0 km pro Woche (arithmetischer Mittelwert: 86,7 km), die Mobilen durchschnittlich 62,0 km pro Woche (arithmetischer Mittelwert: 103,6 km). Parallel dazu steigt die Verunfallung der 15-jährigen Kleinkraftradfahrer in den Modellversuchsländern markant an. Ein auffälliges Unfallgeschehen dokumentieren auch die Selbstauskünfte der AM15-Teilnehmer. In der weiteren Fahrkarriere…
Die klassische Bestimmung der Dicke des Straßenoberbaus in Deutschland ist eine auf Erfahrungswerten beruhende Kategorisierung der Verkehrswege in Straßenklassen mit standardisierten Aufbauten. Die rechnerische Dimensionierung für Straßen nach [RDO Beton 09] erlaubt es den bekannten, durch Erfahrungswerte belegten Bereich zu erweitern, sodass insbesondere für höhere Verkehrslasten und Sonderverkehrsflächen eine fundierte Dimensionierung des Oberbaus erfolgen kann. Die Berechnung der Lastzustände nach [RDO Beton 09] basiert auf den analytischen Lösungen von Differentialgleichungen. Dies erlaubt eine einfache und schnelle Berechnung der Belastungszustände der Betonplatten. Die Berechnung ist jedoch an Bedingungen gebunden, welche für die Lösung der Differentialgleichungen vorausgesetzt werden müssen. Damit liefern diese Gleichungen nur für einen begrenzten Parameterbereich exakte Ergebnisse. Um die Dimensionierung flexibel handhaben zu können, ist es notwendig, verschiedene Einflüsse pauschal über Anpassungsfaktoren zu berücksichtigen. Die Ergebnisse werden dadurch entsprechend unsicher. Das Berechnungsverfahren nach [RDO Beton 09] erlaubt in diesem Sinne nur eine pauschale Erfassung der Querkraftübertragung in den Fugen, der Vorverformung der Platte, der Lastverteilung im Plattenquerschnitt und des Einflusses mehrerer Radlasten. Auch bezüglich der Plattengeometrie und der detaillierten Erfassung der Einflussfaktoren sind dem Berechnungsmodell enge Grenzen gesetzt. Mit der Nutzung der Finite-Elemente-Methode ist es möglich, diese Defizite des Berechnungsmodells zu beseitigen. Die Dimensionierung wird damit genauer und flexibler. Die FEM bietet außerdem das Potenzial für eine wesentliche Weiterentwicklung des Dimensionierungsverfahrens. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein Finite-Elemente-Modell definiert, welches geeignet ist, in einem Dimensionierungsprogramm nach [RDO Beton 09] die Grundlage für die Spannungsberechnung zu bilden. Das Modell umfasst 9 aus Volumenelementen modellierte Platten, einen Volumenblock für den Untergrund, sowie Anker und Dübel. Für die Berechnung des Modells wird das Programm CalculiX aus dem Open-Source-Bereich als Solver verwendet. Mithilfe von systematischen Serienrechnungen wurde das Modell optimiert und validiert. Um die Rechenzeit zu optimieren, wurde für die unterschiedlichen Berechnungsfälle geprüft, ob die Kalkulation der Spannungen an einem reduzierten Modell mit weniger Platten möglich ist. Die Einbindung in die Dimensionierungssoftware AWDSTAKO ermöglicht die FEM-basierte Dimensionierung nach [RDO Beton 09]. An ausgewählten Problemstellungen wurden die neuen Möglichkeiten, welche sich durch die FEM-Berechnung ergeben demonstriert.
